组合式点火器火花和火焰杆制造技术

本文中公开了一种用于在燃烧室中点燃火焰的点火系统，其包括装固于燃烧室的风箱壁的导管；其中导管包括用于将燃料输送至燃烧室的燃料导管；以及具有第一端和第二端的单个点火器和火焰杆组件；其中第一端包括高能点火器末端；其中第二端与电功率源电连通；其中电功率源包括火花变压器，其包括一次绕组和二次绕组；火焰监测点火器；其中火焰监测点火器与接地触点且与二次绕组的低电压侧直接电连通；其中火焰监测点火器设置在二次绕组的低电压侧与接地触点之间；以及瞬变电压抑制器，其设置成与火焰监测点火器并联。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种组合式点火器火花和火焰杆。具体而言，本公开涉及用于焚烧化石燃料的燃烧室的组合式点火器火花和火焰杆。
技术介绍
为了开始焚烧化石燃料的燃烧室内的燃烧过程(如在工业和公共事业锅炉中发现的)，合乎需要的是具有能量源来开始燃烧室内的燃料和空气的自保持燃烧反应。当前的实践在于使用用于燃烧室的若干燃料进气隔间中的各个的、0.5到20百万Btu/hr的输入之间的大小的轻燃料油、天然气或丙烷点火器。点火器具有专用燃料和空气供应和能量源，典型地是火花塞，以产生火焰。在操作中，燃料和空气引入至点火器，并且火花提供能量来开始自保持反应，其保持点火器焚烧。点火器操作的证明通过使用火焰检测器来建立，如，通常与点火器集成的火焰杆、热感测装置或光学传感器。一旦证明点火器操作，则用于燃烧室的主燃料和空气可通常在利用点火器预热燃烧室之后引入。来自点火器(点火器火焰)的能量允许主燃料和空气的燃烧反应开始。大体上，一旦主燃料和空气被点燃，则燃烧反应自保持，并且点火器可关闭。然而，在一些情况下，如，由于主燃料的低挥发性，需要使点火器开启，以便保持主燃烧反应继续。在其它情况下，使点火器连续地焚烧，如可由安全法规要求的。出于安全性原因，重要的是，点火器根据命令可靠地开始焚烧，并且能够确认的是，点火器产生火焰来确保主燃料和空气的安全燃烧。点火器的故障可导致未焚烧的主燃料和空气的不安全累积，导致大规模爆炸损坏。在一种类型的焚烧煤的锅炉单元中，一个或更多个相对高容量的油焚烧器(加热枪)由一个或更多个油或气体焚烧的点火器开始，以预热燃烧室。一旦将燃烧室带至适当的启动温度，则煤喷嘴由油或气体焚烧的点火器或由加热枪它们自身点燃。在较高锅炉负载下，即，当由煤喷嘴供应的煤的量极大时，燃烧室典型地可保持粉碎煤的稳定燃烧。然而，当负载降低并且煤供应由此减少时，粉碎煤火焰的稳定性也降低，并且因此习惯作法在于使用点火器或加热枪来保持燃烧室中的火焰，因此避免燃烧室中的未焚烧煤尘的累积和相关联的爆炸危险。安装在燃烧室的风箱隔间中的点火器的某些部分经受相对高的温度，典型地为大约500华氏度或更高。在一些常规点火器中，存在将能量供应至点火器火花元件的点火器线可由于高温而烧尽的风险，尤其是在不足的冷却空气供应至点火器时。燃料和空气(燃烧混合物)的点火器的喷雾由雾化器产生。焚烧油的点火器中使用的由常规雾化器产生的喷雾经常具有太多的大液滴，导致了火焰的基部处的不足的氧。不足量的氧导致过多的烟形成，导致了来自烟囱的不可接受的不透明度。上文介绍的常规点火器不论使用什么类型的点火器燃料都包括一些种类的火焰感测装置，其可为机械或光学的。此类火焰感测装置的输出传输至控制室，其中，基于感测的火焰作出操作决定。如果在预计存在点火器火焰时检测到没有点火器火焰，则修理人员仅基于火焰不存在的信息来开始修理未执行的点火器。缺乏火焰可归因于故障点火器燃料供应源、故障点火器压缩空气或故障点火器火花源中的任一个。此外，火焰可实际上存在，并且火焰检测器自身可发送错误的缺乏火焰的信号。图1(A)绘出了安装在焚烧化石燃料的蒸汽发生器(未示出)的风箱中的一个中的现有的市售点火器火花和火焰杆系统200的一个实施例。图1示出了两个杆—火焰杆系统210和火花延伸组件系统215。点火器火花和火焰杆系统200安装在装固于风箱壁205的导管201内。点火器火花和火焰杆系统200包括火焰杆系统210、火花延伸组件系统215、压缩空气导管225、共线并且设置在压缩空气导管225内的燃料导管230、设置在压缩空气导管225的终端处的非流线形体240，以及设置在非流线形体240内的雾化器235。火花延伸组件系统215包括具有外陶瓷绝热涂层的实心导线，使得火花延伸组件系统215能够在高于1000华氏度的温度下幸存。火花延伸组件系统215还包含图1(B)中所示且在下面详细论述的电路。优选由不锈钢制成但其可为任何其它传导性金属的实心导线连接于终端255处的外部电功率源(图中未示出)。高能点火器末端220在火花延伸组件系统215的相对端处。实心导线从电源接收电流，并且将电流传导至高能点火器末端220，这产生火花来点燃由雾化器235释放的压缩空气和燃料的喷雾混合物。压缩空气导管225便于将压缩空气输送至高能点火器末端220。压缩空气的使用便于在由火花接触时压缩空气燃料混合物的快速点燃。高能点火器末端可为火花塞，或作为备选，其可为焊接于实心导线的金属按钮。火花在按钮与地极(本文中中也称为电极)之间发生。按钮允许火花的精确定位。图1(B)和1(C)详述了分别用于火花延伸组件系统215和火焰杆系统210的电路。火花延伸组件系统215用于通过横跨设置在熔炉中的一对电极生成火花来引发熔炉中的火焰。关于图1(B)，用于火花延伸组件系统215的电路包括与火花变压器250电连通的交流电源252，火花变压器250包括一次绕组254和二次绕组256。二次绕组256与火花延伸杆216电连通，火花延伸杆216继而与包括两个电极的高能点火器末端220连通。如在图1(B)中所见，两个电极由空气隙与彼此分开，其中并未与火花变压器直接电连通的电极接地。二次绕组256的低电压端也接地。交流电源252生成电流，其经由火花变压器传输至高能点火器末端220。该电流在手动促动时生成(因为期望在熔炉中开始燃烧)。由于高电压(例如，大于1000伏，优选大于5000伏)，故火花在高能点火器末端220处的两个电极之间的空气隙中产生。火花点燃熔炉(未示出)中的空气燃料混合物，由此容许空气燃料混合物的燃烧。图1(B)中绘出了用于火焰杆系统210的电路。火焰杆系统210用于指示在熔炉的操作期间火焰的缺乏。火焰杆系统210包括火焰监测杆270、火焰监测传感器265、火焰监测点火器272和接地触点274，它们所有都与彼此电连通。在操作中，火焰杆系统210充电至大约40伏DC，允许最佳信噪比。当火焰离子与火焰监测杆270相互作用时，电压降低和升高。这些电压波动由火焰监测传感器265测量。火焰监测点火器272为完整的点火系统，其包含电火花源、自稳定焚烧器装置、火焰检测和燃料输入监测系统。火焰监测点火器304在烃燃料的燃烧期间利用离子和带电颗粒的产生。由于这些颗粒的存在，故烃燃料火焰将导电。当DC电势横跨火焰放置时，电流流动在与火焰脉冲相同的频率下改变。火焰监测点火器272通过将DC电势强加在称为火焰杆的与火焰接触的电极上来操作。当存在\无火焰\时，DC电压保持在原强加水平处，并且没有电流流动。当存在\火焰\时，DC电压在电流流动时降低，生成AC反馈信号。该AC信号由火焰监测点火器电子装置过滤、放大和修改，以驱动火焰指示继电器。如果构件故障发生(例如，火焰杆或信号引线中的短路，或外部AC干扰)，则\无火焰\指示将发生。\无火焰\信号的指示大体上引导人们经由开关(未示出)促动火花延伸组件系统215，这重启点火过程。如从图1(A)所见，大多数现有的市售点火器火花和火焰杆系统具有两个或更多个突出的杆组件，用于火花点火和用于火焰感测和证明。这些突出的杆有时在外观上是相同的。这些突出的杆中的各个使用内部支座(stand-off)、外部连接器组件、外部线系，并且要求专用导管和线延伸回至点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在燃烧室中点燃火焰的点火系统，包括：装固于所述燃烧室的风箱壁的导管；其中所述导管包括：用于将燃料输送至所述燃烧室的燃料导管；以及具有第一端和第二端的单个点火器和火焰杆组件；其中所述第一端包括高能点火器末端；其中所述第二端与电功率源电连通；其中所述电功率源包括：火花变压器，其包括一次绕组和二次绕组；火焰监测点火器；其中所述火焰监测点火器与接地触点且与所述二次绕组的低电压侧电连通；其中所述火焰监测点火器设置在所述二次绕组的所述低电压侧与所述接地触点之间；以及瞬变电压抑制器，其设置成与所述火焰监测点火器并联。

【技术特征摘要】
2015.06.24 US 14/7486551.一种用于在燃烧室中点燃火焰的点火系统，包括：装固于所述燃烧室的风箱壁的导管；其中所述导管包括：用于将燃料输送至所述燃烧室的燃料导管；以及具有第一端和第二端的单个点火器和火焰杆组件；其中所述第一端包括高能点火器末端；其中所述第二端与电功率源电连通；其中所述电功率源包括：火花变压器，其包括一次绕组和二次绕组；火焰监测点火器；其中所述火焰监测点火器与接地触点且与所述二次绕组的低电压侧电连通；其中所述火焰监测点火器设置在所述二次绕组的所述低电压侧与所述接地触点之间；以及瞬变电压抑制器，其设置成与所述火焰监测点火器并联。2.根据权利要求1所述的点火系统，其特征在于，所述单个点火器和火焰杆组件操作成在所述燃烧室中生成火花，并且感测和/或监测所述燃烧室中的火焰。3.根据权利要求1所述的点火系统，其特征在于，所述火焰监测点火器为诊断火焰指示器，其包括电火花源、自稳定焚烧器装置、火焰监测以及燃料输入监测系统。4.根据权利要求1所述的点火系统，其特征在于，所述燃料导管共...

【专利技术属性】
技术研发人员：SJ博古塞夫斯基，RL托比亚什，CD埃德伯格，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH